از فناوری چه خبر؟

محمدمهدی داوری، 99 مکانیکنیروی التراساوندمحققان دانشگاه مینه‌سوتا، به پیشرفت قابل‌توجهی در زمینۀ اعمال نیرو بدون تماس، با استفاده از امواج فراصوت دست یافته‌اند. این روش نوآورانه، فرصت‌های هیجان‌انگیزی را برای صنایعی مانند رباتیک و ساخت و تولید باز می‌کند و اجازه می‌دهد اشیا بدون نیاز به منابع انرژی داخلی جابجا شوند. در گذشته، نشان داده شده بود که امواج نور و صوت می‌توانند به اجسام تکانه وارد کنند؛ اما این قضیه، مربوط به اجسام با ابعاد بسیار کوچک بوده است. با این حال، تیم دانشگاه مینه‌سوتا روشی را توسعه داده‌اند که می‌تواند اجسام بزرگ‌تر را از طریق اصول طراحی متامتریال یا فراماده، با استفاده از امواج، وادار به حرکت کند. فرامواد یا متامتریال ماده‌ای است که در طبیعت وجود ندارد و به‌صورت مهندسی‌شده، با استفاده از مواد موجود در طبیعت ساخته می‌شود. با ایجاد یک الگوی فراماده روی سطح یک جسم، محققان می‌توانند از صدا برای هدایت شیء، بدون هیچ‌گونه تماس فیزیکی استفاده کنند. این بدان معناست که آن‌ها می‌توانند نیروی صوتی اعمال‌شده به یک جسم را کنترل کنند و به‌طور مؤثر، آن را در هر جهت دلخواه حرکت دهند. این روش نه‌تنها می‌تواند اجسام را به جلو سوق دهد، بلکه می‌تواند آن‌ها را به سمت یک منبع بکشاند. این تحقیقات ادامه داشته و محققان قصد دارند فرکانس‌های بالاتر امواج را با مواد مختلف در اندازه‌های متفاوت و در آینده، با مواد و اندازه‌های مختلف اجسام آزمایش کنند. [Scitechdaily]میکروپرنده‌های اوریگامیمحققان دانشگاه واشنگتن و دانشگاه گرونوبل آلپ، میکروفلایرهای بدون باتری و قابل برنامه‌ریزی با الهام از اوریگامی ساخته‌اند. این ربات‌های پرنده کوچک که به‌وسیلۀ پنل‌های خورشیدی تغذیه می‌شوند، می‌توانند در باد پراکنده شده و با استفاده از تحریک الکترونیکی، شکل خود را تغییر دهند. این تغییر شکل با توجه به وضعیت محیط، باعث جابه‌جایی شده و به اندازه‌گیری داده‌های مد نظر منجر می‌شود. وزن این میکروفلایرها کمتر از پانصد میلی‌گرم است و می‌توانند تقریباً صد متر را در یک نسیم ملایم طی‌ کنند و به‌صورت بی‌سیم، داده‌های مربوط به فشار و دمای هوا را ارسال کنند. آن‌ها برای مطالعات زیست‌محیطی یا بیولوژیکی مناسب بوده و با توجه به وزن، ابعاد و هزینۀ تولید پایین آن‌ها، می‌توان برای نظارت در مقیاس بزرگ استفاده کرد. محققان بر این باورند که این فناوری می‌تواند برای گنجاندن حسگرهایی برای کاربردهای مختلف مانند نظارت بر محیط زیست، با استفاده از داده‌هایی از جمله دما، نور و موارد دیگر گسترش یابد و آن‌ها را به ابزارهای ارزشمندی برای مطالعۀ شرایط جوی و تغییرات محیطی تبدیل کند. همچنین این تیم قصد دارد میکروفلایرها را برای انتقال در همۀ جهات بهبود ببخشد و توانایی خودسازماندهی را برای پراکندگی دقیق‌تر و کنترل‌شده‌تر فعال کند. [IEEE Spectrum]روش جدید پمپاژمحققان موسسۀ علم و فناوری اتریش، روشی با الهام از قلب انسان ابداع کرده‌اند تا انرژی مورد نیاز برای انتقال مایع از طریق لوله‌ها را به میزان قابل توجهی کاهش دهند. فرایند جابه‌جایی سیالات از طریق لوله‌ها، چه برای انتقال نفت و گاز چه برای سیستم‌های گرمایشی، بخش زیادی از مصرف برق جهانی را به خود اختصاص می‌دهد. تلاطم داخل لوله‌ها در اثر اصطکاک، باعث افزایش انرژی مورد نیاز می‌شود. راه‌حل‌های قبلی، شامل ایجاد پوشش‌های پیچیده در داخل لوله‌ها بود که اجرای آن در مقیاس بزرگ پرهزینه است. محققان دریافتند که پمپاژ مایعات در پالس‌ها، با تقلید از عملکرد قلب انسان، اصطکاک و در نتیجه مصرف انرژی را کاهش می‌دهد. آزمایش‌های اولیه با الگوهای پالسی مختلف، نتایج معکوس به همراه داشت و انرژی مورد‌ نیاز را افزایش داد. با این حال، زمانی که آن‌ها فواصل استراحت کوتاهی مانند مکث‌های بین ضربان‌های قلب بین نبض‌ها ایجاد کردند، پیشرفتی حاصل شد. اجرای پمپ‌های ضربانی به برخی تغییرات و هزینه‌های مرتبط نیاز دارد، اما به‌طور قابل توجهی مقرون‌به‌صرفه‌تر از تعمیرات اساسی سیستم گستردۀ خط لوله خواهد بود. [New Scientist]جوهر جدید پرینترهای سه‌بعدیمحققان دانشگاه فناوری میشیگان یک جوهر پلیمری نانوکامپوزیتی قابل چاپ سه‌بعدی ساخته‌اند که از نانولوله‌های کربنی (CNTs) استفاده می‌کند. این جوهر مزایای قابل توجهی نسبت به مواد سنتی مانند اپوکسی دارد. این فناوری تطبیق‌پذیری چاپ سه‌بعدی را با خواص مطلوب نانومواد ترکیب می‌کند و مواد را قادر می‌سازد تا سازگاری بالایی داشته باشند و ویژگی‌هایی مانند رسانایی الکتریکی و حرارتی، قابلیت مغناطیسی و ذخیره‌سازی الکتروشیمیایی را به‌دست آورند. محققان با موفقیت جوهرهای پلیمری را با توجه به نوع و ساختار مواد به دقت کنترل‌شده ایجاد کرده‌اند که فاصلۀ بین کاربردهای پرینت سه‌بعدی و نانومواد را پر می‌کند. رسانایی جوهر به آن اجازه می‌دهد تا سیم‌کشی الکتریکی را دو برابر کند، در حالی که استحکام بالای آن باعث می‌شود جایگزینی سبک‌وزن برای موادی مانند فولاد و آلومینیوم باشد. علاوه بر این، این جوهر خواص خودترمیمی را نشان می‌دهد، از انتشار ترک جلوگیری می‌کند و یکپارچگی ساختاری را افزایش می‌دهد. این ویژگی‌ها، جوهرهای نانوکامپوزیت پلیمری را به جایگزینی امیدوارکننده برای مواد سنتی در صنایع مختلف از جمله هوافضا، الکترونیک و پزشکی تبدیل می‌کند. [Tech Briefs]